[發明專利]一種Bi?2223超導帶材的制備方法

有效

• 申請號: 201610340848.8
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105869777B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 郝清濱;李成山;劉國慶;徐曉燕;焦高峰;鄭會玲;張勝楠;馬小波;李高山;熊曉梅;馮建情;崔立軍;閆果;張平祥
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/02;B22F3/04;B22F3/24;C22F1/02;C22F1/16;B21C37/02;B21B1/22
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于高溫超導材料制備技術領域，具體涉及一種Bi-2223超導帶材的制備方法。

背景技術

Bi-2223高溫超導體(Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x)是高溫超導材料中最重要的分支，由于其容易加工且具有較高的載流性能，Bi-2223帶材成為目前最具前途的高溫超導材料之一。

目前粉末裝管法(PIT)是制備高性能Bi-2223高溫超導線帶材的主流技術。該技術是將超導前驅粉末裝入銀管，通過拉拔、組裝制備成多芯復合體，再加工到設計的線帶材尺寸，然后進行熱處理即可得到超導的線帶材。

對于相干長度較小的Bi-2223來說，晶粒間的弱連接是Bi-2223帶材最重要的限流因素。Bi-2223超導晶粒之間的夾角大于3°就會形成晶粒弱連接，超導電流很難穿過這些弱連接，導致帶材臨界電流的下降。采用常規的加工方式制備的帶材超導晶粒織構較差，尤其遠離銀層的Bi-2223超導晶粒織構更差，導致Bi-2223帶材性能很難進一步提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種Bi-2223超導帶材的制備方法，該方法能夠顯著提高Bi-2223帶材的織構和載流性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種Bi-2223超導帶材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、采用振動裝管的方法將Bi-2223前驅粉末裝入一端密封的液壓管中，直至液壓管中Bi-2223前驅粉末的填裝密度為1.4g/cm³～1.9g/cm³；

步驟二、將步驟一中裝有Bi-2223前驅粉末的液壓管的裝粉端密封，然后置于等靜壓機中進行等靜壓成型，脫除液壓管后得到棒坯，之后將所述棒坯裝入銀管中，將銀管兩端密封后，得到Bi-2223單芯復合體；

步驟三、對步驟二中所述Bi-2223單芯復合體進行拉拔加工，得到單芯線材，然后將多根所述單芯線材集束組裝于銀合金包套中，拉拔加工后得到Bi-2223多芯線材；

步驟四、將步驟三中所述Bi-2223多芯線材置于熱處理爐中，向熱處理爐內通入氧氬混合氣體以排除爐內空氣并使爐內氧分壓為0.1％～1％，然后將Bi-2223多芯線材以50℃/h～100℃/h的升溫速率升溫至750℃～800℃后保溫2h～3h，之后隨爐冷卻至25℃室溫，得到Bi-2223超導線材；

步驟五、對步驟四中所述Bi-2223超導線材進行軋制，得到半成品帶材；

步驟六、對步驟五中所述半成品帶材進行中間熱處理，然后將中間熱處理后的半成品帶材以20％～30％的道次加工率進行單道次軋制，之后對軋制后的半成品帶材進行成品熱處理，得到Bi-2223超導帶材。

上述的一種Bi-2223超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述Bi-2223前驅粉末的超導轉變溫度不大于85K。

上述的一種Bi-2223超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述振動裝管的具體過程為：將振動臺、銀包套和金屬漏斗置于充滿氧氣的手套箱中，將所述銀包套安裝在振動臺上，將所述金屬漏斗固定在銀包套上并使金屬漏斗的下端位于銀包套內，然后將Bi-2223前驅粉末倒入金屬漏斗中，同時啟動振動臺，使Bi-2223前驅粉末在振動頻率為40Hz～60Hz，振幅為0.5mm～1mm的條件下裝入液壓管中。

上述的一種Bi-2223超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟五中所述半成品帶材的寬厚比為13～15。

上述的一種Bi-2223超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟五中所述軋制的道次數為1道次～5道次，所述軋制的道次加工率為50％～90％，所述軋制的總加工率為90％～97％。

上述的一種Bi-2223超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟六中所述中間熱處理的具體過程為：在氧氬混合氣體或空氣氣氛的保護下，將所述半成品帶材先以100℃/h～300℃/h的升溫速率升溫至820℃～840℃后保溫30h～100h，然后隨爐冷卻至25℃室溫。

上述的一種Bi-2223超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟六中所述成品熱處理的具體過程為：在氧氬混合氣體或空氣氣氛的保護下，將軋制后的半成品帶材先以100℃/h～300℃/h的升溫速率升溫至820℃～840℃后保溫30h～100h，然后隨爐冷卻至25℃室溫。